Время разрушения (длительная прочность)

ВРЕМЯ РАЗРУШЕНИЯ (ДЛИТЕЛЬНАЯ ПРОЧНОСТЬ) [c.109]

Труднее объяснить часто наблюдаемые переходы между поведением I и II типов, вызванные изменениями температуры п приложенных напряжений. Наиболее вероятно, что такие переходы обусловлены многочисленными переменными параметрами, связанными с типом и морфологией оксида, механизмом ползучести и составом сплава. Например, можно ожидать, что толстые окалины, образующиеся при высоких температурах на стойких к окислению сплавах, особенно с высоким содержанием хрома или алюминия, будут повышать сопротивление ползучести на воздухе. Высказывались предположения, что изменение типа поведения с температурой отражает переход от высокотемпературного упрочнения, связанного с окалиной, к отрицательному воздействию адсорбции газов (особенно в вершинах трещин) при более низких температурах [23—27]. В то же время изменения температуры могут оказывать и косвенное влияние, изменяя преобладающий тип ползучести [1—6]. Это может быть причиной и переходов, вызванных изменением уровня проложенных напряжений [1-6]. Действительно, в состоянии очень высокого напряжения может отсутствовать стадия установившейся ползучести и тогда по существу мы наблюдаем влияние среды на режим ускоренной ползучести или на разрушение материала. В связи с этим следует заметить, что, к сожалению, большинство исследований коррозионной ползучести, а также и большинство технических испытаний на ползучесть [1-6] не сопровождаются непрерывной регистрацией деформации при определении времени до разрушения (длительной прочности). [c.41]

Если принять это время равным 100 ч, то напряжение, вызывающее разрыв за указанный промежуток времени, и есть ЮО-ч длительная прочность. Напряжение, вызывающее разрушение за 300 ч, очевидно, будет меньше напряжения, вызывающего разрушение за 100 ч. [c.458]

Накопленный опыт эксплуатации конструкций различного назначения показывает, что, как правило, их преждевременные повреждения, связанные с запуском тех или иных механизмов разрушения материала, происходят при совокупном действии нескольких конструктивных, технологических и(или) эксплуатационных факторов. Каждый фактор в отдельности в большинстве случаев может не приводить к провоцированию какого-либо механизма разрушения. Например, мы можем защитить конструкцию в отдельности от усталостного разрушения, учитывая факторы, провоцирующие этот механизм, и обеспечить ее длительную прочность, используя пластичный материал с большим сопротивлением ползучести, но в то же время нет гарантии, что рассматриваемая конструкция не разрушится по механизму, именуемому в литературе взаимодействием ползучести и усталости . [c.4]

Предел длительной прочности Стд показывает напряжение, вызывающее разрушение образца при данной температуре за определенное время. [c.200]

Испытания на длительную прочность заключаются в том, что образцы подвергают различным напряжениям при определенной температуре и узнают время до их разрыва. Результат представляют в виде графика (рис. 126, б). Имея кривую длительной прочности материала, можно определить разрушающее напряжение по заданной продолжительности службы детали при данной температуре. Наоборот, по заданному напряжению можно определить время до разрушения. Например, деталь, изготовленная из материала, для которого кривая длительной прочности изображена на рис. 126, б, при напряжении 30 МПа и температуре 500 °С разрушится через 2550 ч. [c.126]

Каждая из этих областей характеризуется определенным диапазоном температур и напряжений, который удобно рассмотреть на диаграмме рис. 18.2.1. Здесь по оси абсцисс откладывается темпе,ратура Г, по оси ординат — напряжение а. В результате кратковременного испытания па разрыв определяется предел прочности Ов. Верхняя кривая 1 соответствует зависимости предела прочности от температуры, область, лежащая выше этой кривой и обозначенная буквой Р, есть область мгновенного разрушения. Предел прочности Ов зависит от скорости испытания, особенно при высоких температурах, но мы не принимаем во внимание эти эффекты при рассуждениях качественного характера. Штриховая кривая 2 определяет ту границу, ниже которой ползучесть вообще не наблюдается. Эта кривая также довольно условна. Многочисленные попытки определения истинного предела ползучести, т. е. такого напряжения (при данной температуре), ниже которого материал вообще не ползет, не привели пи к каким результатам и в настоящее время оставлены. Под действием постоянного напряжения а образец при данной температуре разорвется по истечении времени t. Наоборот, задаваясь временем t, можно определить напряжение, при котором образец в это время разорвется. Назовем это напряжение длительной прочностью 0(. Очевидно, что величина длительной прочности за-40 [c.615]

Это представление чрезвычайно узкое, так как на самом деле разрушение всегда развивается во времени с той или иной скоростью. Отчасти этот факт учитывается в критериях длительной прочности (см. 8.10) и при исследовании циклической прочности (см. 8.9), где описание явления идет на феноменологическом уровне без особых притязаний на объяснение происходящих при этом глубинных процессов разрушения в материалах. В то же время не представляется возможным грамотно конструировать и рассчитывать на прочность конструкции без ясного представления механизмов разрушения. Усилия многих ученых и научных коллективов направлены на решение этой чрезвычайно важной научной и технической проблемы. Достигнутые результаты уже находят применение в практике расчетов на прочность. Ниже в общих чертах описаны основные результаты, касающиеся в первую очередь объяснения процесса разрушения металлов. [c.182]

После описания некоторых временных свойств составляюш их материалов самое время исследовать временные свойства и самих композитов. В отличие от некоторых механических свойств волокнистых композитов, которые могут быть определены по правилу смесей , определение длительной прочности вообще гораздо сложнее. В особенности это проявляется, если рассматривать хрупкие волокна, которые в окружении вязкоупругой матрицы обладают различными значениями прочности. Такая комбинация волокно — матрица может привести к замедленному разрушению композита под напряжением, даже если он однонаправленный и нагрузка прикладывается в направлении волокна. [c.285]

Вычисленное время до разрушения для двух армированных стеклом матриц показано на рис. 20 сплошными линиями. Видно, что, даже если считать прочность волокон не зависящей от времени, все равно комбинация статистического распределения их прочности с вязкоупругими свойствами матрицы приводит к временной зависимости прочности композита. В рассматриваемом случае демонстрируется влияние изменения вязкоупругих свойств на длительную прочность композита уменьшение прочности армированной эпоксидной смолы по прошествии 10 мин составляет 12%, в то время как уменьшение прочности армированной полиэфирной смолы через такой же промежуток времени составляет 29%. [c.293]

В работах [11, 12] описана большая программа исследования по длительной прочности прядей из монолита З-стекла и эпоксида. Испытаны по крайней мере 100 образцов при каждом из шести уровней нагрузки 83,8 74,5 65,2 50, 40 и 33% (по отношению к средней разрушающей нагрузке). Испытания оценивались полностью только при трех наиболее высоких уровнях результаты приведены на рис. 21, где дана зависимость количества разрушенных прядей в процентах от логарифма времени. Эти данные ясно указывают на трудности, связанные с большим разбросом результатов. Например, если проследить за линией, соответствующей 50%, то можно подсчитать, что приблизительно 50% образцов разрушается через 1 ч после приложения нагрузки, составляющей 80% от максимальной разрушающей, в то время как такое же количество образцов разрушается через 55 ч при нагрузке в 70%. С другой стороны, при каждом уровне нагрузки изменение времени до разрушения происходит вплоть до трех порядков. [c.295]

Во всех практических приложениях вклад длительной прочности матрицы в длительную прочность композита может быть проигнорирован при условии, что волокна непрерывны, нагружение осуществляется в их направлении, а вязкость матрицы больше вязкости волокон. Рис. 8 и 10 могут подтвердить эту точку зрения напряжение в волокне, приводящее к разрушению через 1 час (при 649 °С), составляет около 200 000 фунт/дюйм , в то время как напряжение в матрице, приводящее к разрушению через 1 час (при 649 °С), составляет только 2000 фунт/дюйм . [c.299]

Экспериментальный предел длительной прочности ет, МПа Заданный ресурс Гэ, ч Расчетное время до разрушения Тр, ч [c.126]

По полученному среднему значению рабочего напряжения и эквивалентной температуре эксплуатации по графикам длительной прочности определяют время до разрушения Тр, и использованный ресурс за данный межремонтный период Р сп) Равный величине отношения длительности межремонтного периода Тз,- ко времени до разрушения Гр, при среднем напряжении, действующем в этот период, о- .р, [c.204]

Замедленное разрушение возникает и при напряжениях ниже предела текучести. Поэтому часто пользуются величиной длительной прочности, понимая при этом напряжение, которое действует в течение заданного времени, при определенной температуре, вызывая разрушение материала. Время выдержки при испытаниях на длительную прочность соответствует длительности эксплуатации. [c.155]

Расчет напряженного состояния в трубе дает значение максимального напряжения о, = 80 МПа. Определенное по кривой длительной прочности время до разрушения при этом Тр=1000 ч. Запас по долговечности Пт = = 1000/100=10. [c.183]

Коррозионное воздействие, например со стороны окислительной газовой среды в турбогенераторе или установке для газификации угля, в сочетании с высокой температурой может приводить к преждевременному разрушению конструкций даже при сравнительно низких механических напряжениях. В принципе можно предусмотреть меры против пластической деформации при высоких температурах еще на стадии проектирования, повысив сопротивление ползучести, длительную прочность (время до разрушения) и вязкость разрушения материалов. Однако, к сожалению, современные знания о ползучести и разрушении материалов под напряжением, даже в отсутствие осложняющих факторов, связанных с воздействием внешней среды, являются в лучшем случае качественными [I—7], Известные проявления влияния среды на ползучесть и разрушение материалов под напряжением еще требуют анализа, обобщения и систематизации. [c.9]

С точки зрения материаловедения основными параметрами, характеризующими разрущение под напряжением, являются время до разрушения tт (длительная прочность) и деформация (или [c.11]

Во всех полных исследованиях коррозионной ползучести, рассмотренных в этой главе, уменьшение скорости установившейся ползучести под влиянием среды всегда сопровождалось увеличением времени до разрушения образца, т. е. длительной прочности, а меньшие времена всегда были следствием более высоких скоростей ползучести. Таким образом, независимо от типа разрушения, обратное соотношение между скоростью ползучести и длительной прочностью, описываемое уравнением (3), справедливо и при наличии влияния среды. [c.41]

Влияние упрочнения на длительную прочность при различных температурах еш,е недостаточно изучено. Под длительной прочностью понимается время до разрушения при данной статической нагрузке, связанное с ползучестью. Сопротивление ползучести выражается через предельное напряжение, ниже которого скорость ползучести настолько мала, что не может вызвать разрушения за достаточно большой промежуток времени. [c.103]

Испытание на длительную прочность отличается от предыдущего тем, что образец доводится до разрушения. В результате испытания определяют предел длительной прочности, т. е. наибольшее напряжение, вызывающее разрушение металла за определенное время. [c.80]

На основе этих результатов строят диаграмму напряжение — время до разрушения (в полулогарифмических координатах 0 — lg х), которая для большинства марок конструкционной и жаропрочной стали оказывается линейной (рис. 11, А, В). По этой диагра.мме можно определить искомый предел длительной прочности путем интерполяции или экстраполяции. Для некоторых марок стали. метод экстраполяции на большие длительности может дать ошибочный результат вследствие прямой перелома о — lg т (рис. 11, С). [c.473]

Время до разрушения сплавов при испытании на длительную прочность [c.175]

Длительная прочность. В настоящее время установлено, что существующее длительное время, представление о критическом характере процесса разрушения является неверным, так как все материалы при длительном воздействии внешних сил разрушаются при напряжениях, значительно меньших, чем при кратковременном воздействии. [c.161]

Испытание на длительную прочность отличается от испытания па ползучесть тем, что испытуемый образец доводят нри данной температуре и напряжении до разрун1ения В результате испытания он )еделяю г предел длительной прочносиш, т. е. наибольшее напряжение, вызывающее разрушение металла за определенное время при постоянной температуре. Предел длительной прочности обозначают а с двумя числовыми индексами, например сгшоо — предел длительной прочности за 1000 ч при 700 °С. В логарифмических координатах зависимость между напряжением и временем до разрушения представляет прямую линию (рис. 154, о). [c.286]

На кривой неограниченной ползучести можно выделить участок ВС установившейся ползучести (е = onst). Металлы и некоторые полимеры, бетон в условиях нормальной температуры обладают ограниченной ползучестью. В условиях же повышенной температуры проявляется неограниченная ползучесть материалов, в этом случае правомерна постановка задачи о длительной прочности. Для суждения о прочности достаточно определить время х до разрушения при заданном уровне напряжений и построить [c.38]

При высоком для данной температуры уровне нагружения процесс разрушения сопровождается пластическим деформированием, а на образцах, подвергнутых испытанию, образуется шейка. При низких для данных температур уровнях нагрузки процесс разрушения идет путем накопления микротрещин и охрупчивания материала. Поэтому процесс разрушения во времени нужно рассматривать с учетом характера разрушения и использовать соответствующ,ие этому случаю соотношения. Кривая длительной прочности может быть построена по результатам экспериментов на цилиндрических образцах, гсоторые выдерживают под постоянной растягивающей нагрузкой до наступления разрушения. Отложив по оси ординат напряжение, а по оси абсцисс — время до разрушения для данного напряжения, получим кривую длительной прочности (рис. 8.28). [c.177]

В статье пред.ложен ряд средств для лабораторных испытаний материалов с покрытиями при высоких температурах, показана некорректность нагрева образца прямым пропусканием электрического тока. Исследование длительной прочности проведено в камере лучевого нагрева, где нагреватель изолирован двойной охлаждаемой кварцевой стенкой от образца, т. е. от влияния агрессивной газовой среды на нагреватель. Для сплава с покрытием найдена зависимость запаса прочности и коррозионной стойкости при высоких температурах от предварительно-напряженного состояния. Термостойкость покрытий опреде.чялась в безынерционной лучевой печи с тепловым потоком до 250 ккал./м сек., время выхода печи на режим — 0.02 сек. Приведены результаты определения в этих печах теплозащитных и теплоизоляционных свойств ряда покрытий на молибдене. Для фиксации момента разрушения покрытия в условиях резких теплосмен разработаны датчики и регистрирующая аппаратура. Описана конструкция установки для изучения мпкротвердости покрытий при температурах до 2000° С. Библ. — 1 назв., рис. — 9. [c.337]

В работе [18] исследована комбинация вольфрамовой проволоки диаметром 0,003 дюйм с матрицей Инконел 600. Большинство экспериментов по длительной прочности проведено при 649 °С, а объемное содержание волокон было 7,17 и 27%. Вследствие ограниченного числа испытаний из этой работы можно извлечь лишь следуюш ие полезные замечания максимальные прочности на растяжение всех образцов (матрица и композит) остаются примерно одинаковыми, деформация разрушения уменьшается, а время до разрушения значительно увеличивается с ростом доли армирования. [c.301]

Для статистической оценки коэффициентов уравнения долговечности использованы результаты испытаний 327 образцов металла 12 плавок, проведенных в достаточно широком температурном интервале 540—610 °С максимальное время до разрушения превышало 25 000 ч. Полученное уравнение длительной прочности стали 15Х1М1ФЛ имеет вид [c.112]

В соответствии с этим представляется целесообразным располагать данными по ползучести, длительной прочности и разрушающим деформациям при соответствующих уровнях постоянных напряжений в широком диапазоне времени до разрушения, в том числе и для кратковременной ползучести. С другой стороны, было бы важно получить данные о сопротивлении циклическому деформированию и разрушению без учета в.пияния времени для того, чтобы оценить деформацию ползучести и циклическую пластическую деформацию, а также соответствующие им повреждения. Такие данные получить непосредственно из опыта представляет известные трудности, поскольку время цикла и общее время до разрушения в этом случае должны быть достаточно малы, чтобы не происходило развития деформаций ползучести и падения во времени пластичности и прочности. Следует заметить, что приемлемые в этом смысле частота и время до разрушения существенно зависят от температуры. [c.211]

Время до разрушения при условии, что лопатки работают только на одном режиме г, обозначим через t i. При этом относительная степень поврежденности на режиме i при эксплуатации на различных режимах будет а,- = tjtl. Подобно тому как это принято делать при суммировании повреждений образцов в случае испытаний на усталость или длительную прочность при программном изменении уровня нагрузки, запишем [c.206]

При неправильном режиме ТМО, когда развитие процесса рекристаллизации не удается остановить, на границах зерен вместо зубцов наблюдается возникновение зародышей новых зерен. При этом устраняется эффект повышения длительной прочности. Время до разрушения после ТМО при правильном режиме может возрастать в несколько раз. Например, упрочнение хромоиикельмарганцовистой аустенитной стали при [c.319]

Рассматривая влияние тех или иных факторов на длительную жаропрочность сплава, определяют по усредненной кривой на логарифмическом графике напряжение — время до разрушения предел длительной прочности (на разныечсроки службы). Между тем, полоса разброса экспериментальных точек на таком графике может соответствовать 3—5 кгс/мм , в связи с чем для конструкторских расчетов предпочитают использовать напряжения, отвечающие нижней границе полосы разброса. [c.169]

Исследование влияния условий термической обработки на время до разрушения образцов опытной стали при различных Температурах и напряжениях показало (рис. 74), что температура закалки 1150° С соответствует максимальной жаропрочкости стали. Время выдержки при температуре закалки было принято 8—10 ч, время старения — 12 ч. Отмечено более длительное время до разрушения у образцов, состаренных при 700° С. Изменение времени выдержки с 10 ч до 1 ч перед закалкой при температуре 1150° С незначительно влияет на жаропрочность. Повышение температуры старения до 800 С приводит к снижению длительной прочности вследствие коагуляции и образованию крупных частиц упрочняющих фаз. Еще более значительные изменения в структуре стали, связаннее с распадом аустенитного твердого раствора [c.173]

Анализ результатов показывает, что при испытании на длительную прочность среднее время до разрушения опытной стали при 7М° С и нагрузке 23 кгс/мм равно МО—188 ч, а при 800° Си нагрузке 17 кгс/мм — 97—142 ч. Более высокую длительную прочность и постоянство результатов показала сталь вакуумной плавки. Длительная прочность разработанной стали значительно выше, чем сталей 45Х14Н14В2М, [c.175]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...